[发明专利]压力结构夹具与纤维复合材料组合增强技术

权利要求书

1.一种对压力结构进行修复、补强和/或增强的方法，该方法包括以下步骤：

(1)在需要修复、补强和/或增强的部位铺设一层或多层纤维增强复合材料；和

(2)在该纤维增强复合材料外安装夹具，并在夹具与该压力结构之间形成的空隙内灌注可固化聚合物。

2.按照权利要求1所述的方法，其中所述的压力结构是在压力下储存和/或输送物料的设备，包括压力管道、管件或压力容器。

3.按照权利要求1所述的方法，其中所述的纤维增强复合材料是连续纤维增强复合材料；所述的连续纤维选自单向纤维、正交或斜交的无纬布叠层、二维织物层合、多向编织材料和混杂纤维材料；所述的纤维可选自芳纶纤维或聚乙烯纤维的有机纤维、碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、硼纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维和陶瓷纤维；优选的纤维是碳纤维、玻璃纤维或玄武岩纤维。

4.按照权利要求1-3任意一项所述的方法，其中所述铺设纤维增强复合材料的方法包括：

(1)在需要修复、补强和/或增强的部位涂刷胶粘剂；

(2)在涂刷了胶粘剂的部位铺设纤维；

任选地重复(1)和(2)多次，然后进行固化，其中每层使用的纤维可以相同或不同；

或者，

其中所述铺设纤维增强复合材料的方法包括：

(1)将胶粘剂涂刷到纤维上；

(2)在需要修复、补强和/或增强的部位铺设上述涂刷了胶粘剂的纤维；

任选地重复(1)和(2)多次，然后进行固化，其中每层使用的纤维可以相同或不同。

5.按照权利要求4所述的方法，其中所述纤维增强复合材料用于管道时可以沿管道轴向铺设、环向铺设或以一定角度铺设，也可以是几种铺设方式的任意组合；优选沿管道轴向铺设，其中的铺设部位可以沿管道的整体组合铺设，也可以在管道局部组合铺设。

6.按照权利要求1所述的方法，其中的步骤2按照下述方法进行：

(1)根据需要修复、补强和/或增强的压力结构的形状和大小制作夹具，所述夹具的形状与需要修复补强和/或增强的压力结构相似，但其尺寸大于所述的结构，该夹具通常由2-4部分组成，在该夹具上设有一个或多个灌注孔以及一个或多个排气孔；

(2)将所述夹具的各部分套在需要进行修复、补强和/或增强的结构之外；

(3)将所述夹具的各组成部分之间以焊接或螺栓连接的形式连接，使之成为一个夹具整体；

(4)将所述夹具的端部与需要修复补强的管道结构之间以焊接或用密封材料密封的方式，或其任意结合的方式紧密连接；

(5)通过在所述夹具上预留的灌注孔，向夹具与需要修复补强的结构之间形成的空隙中灌注可固化聚合物；和

(6)使所灌注的聚合物固化。

7.按照权利要求6所述的方法，其中所述的密封材料包括具有良好密封性能的橡胶、硅胶、可固化树脂、胶泥、加强钢筋或石棉绳，或其中至少二种材料的任意组合；优选的密封材料是可固化树脂，更优选环氧树脂。

8.按照权利要求6所述的方法，其中在所述夹具的合适位置还有一个或多个孔，借助于所述的孔用螺栓控制夹具与需要修复、补强和/或增强的结构之间的间距；所述夹具与需要修复、补强和/或增强的结构之间的间距为0.2-50毫米；优选1-10毫米。

9.按照权利要求6所述的方法，其中所述的可固化聚合物选自液体橡胶、液体硅橡胶、纤维素衍生物、乙烯聚合物或其共聚物、饱和或不饱和聚酯、聚丙烯酸酯、聚醚、聚砜、氨基塑料、环氧树脂、酚醛树脂、聚芳烃、呋喃类以及其改性物；优选的可固化聚合物是环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂、聚醚树脂、聚酰亚胺树脂、氨基树脂、不饱和聚酯树脂或其改性物；更优选的可固化聚合物是环氧树脂或改性环氧树脂；其中所述的可固化聚合物的弹性模量大于0.1Gpa；抗压强度大于10Mpa；优选可固化聚合物的弹性模量大于1GPa；抗压强度大于20Mpa；更优选所述可固化聚合物的弹性模量大于2Gpa；抗压强度大于50MPa。

10.权利要求1-9任意一项所述的压力结构纤维增强复合材料与夹具注可固化聚合物相结合的修复补强和/或增强技术在管道修复补强和/或增强方面的应用。